3.4.3.1 实时误数据的排除策略
1.AVC系统数据检测
由EMS形成的电网实时数据,在读入AVC系统前需要进行数据检测,其任务是确认当前形成的电网实时数据文件是否适合进入AVC系统进行系列计算。
检测内容具体包括以下几点:
1)电网基本数据检查。对电网基本信息如状态估计的量测合格率等数据,根据电网运行经验来设置其有效数据范围以确认其合法性。
2)比较当前数据断面的状态估计数据和量测值误差,查看是否出现大面积的数据误差。
3)状态估计的拓扑结果数据检查,用当前实时数据断面进行初始潮流数据检查,确认是否存在坏数据导致潮流不能计算出来,或存在不合理数据导致潮流计算出的运行状态有较大误差。
2.AVC系统数据预处理
1)对于检测出现电网基本信息不合法的数据断面,AVC系统不予采用。
2)对于当前数据断面出现畸变数据,需要对畸变数据进行比较处理。具体做法可以根据前几断面数据变化趋势重新替代畸变数据,然后进入下一步处理。
3)潮流数据的预处理。对断面数据的拓扑分析和状态估计结果,首先进行电网拓扑结果检查,分别检查节点数据和支路数据的合法性,如有不合法数据将进入出错检查。当初始数据合理时进行初始潮流计算,判断潮流收敛性,否则进入初始潮流误差检查;当初始潮流误差在国标规定范围内,可以认为该断面数据已经合理,可以供给AVC软件读入计算。如不合理则剔除该断面数据,要求重新获得当前断面数据,再进行数据处理。
3.4.3.2 校正与优化协调控制策略
1.控制设备的协调
优化算法主要是从经济角度考虑对全网进行控制,而校正主要是对电压越限的情况进行处理,这样有可能对同一控制设备,优化与校正有矛盾的控制方案。比如优化才切除一组电容器,而校正又在下一次电压越限时将此电容器投入。这种情况对本身有严格动作次数限制的离散设备来说是很不利的。考虑到优化在进行并联补偿设备的控制时是考虑到负荷变化趋势的,因此由于电压暂时的波动去动作是不经济的;校正应以发电机为主(有无功储备),变压器调压为辅,并联补偿设备尽量不动。
校正算法对发电机、变压器进行动作时必须协调两者的关系,在进行计算时,如何保证发电机为主、变压器为辅是一个难题。采取的控制策略是:先选择灵敏度最高的几台发电机进行校正,如能够校正就不再使用变压器;如无法校正,则选择灵敏度最高的一台变压器进行校正计算,选择的发电机作为变压器的辅助手段进行控制。这种策略是以电压质量为重,尽量保证电压的合格率。
2.优化对校正进行补充
直接校正算法只能校正相对越限量小于10%的情况,当越限节点数比较多(如十几个)时,直接校正算法也无法进行校正。遗传算法因为对节点电压、支路电流进行了约束,因此也可以对电压进行校正,只是速度比较慢。因此对直接校正算法无法进行校正的情况,可启动遗传算法进行校正。为了加快计算速度,只要在解域中出现电压合格,网损减少量不为负的解时就跳出优化迭代,这样一般几次迭代就可以得到可行解。为减少控制的设备数量,在用遗传算法进行校正时,也使用灵敏度算法进行控制变量的选择。
3.4.3.3 安全控制策略
对设备进行闭环控制必须采取各种安全控制策略以处理各种异常情况。以下主要讨论安全控制策略。
1.系统无功备用
为了适应事件后保持电网电压在一定水平的要求,需要在事件后紧急投入备用的无功功率补偿设备,才能防止电压逐渐下滑,造成电压崩溃的大事故。因此提出了无功功率事故紧急备用这一重要要求。
为了满足规定事故后的系统电压要求,电力系统中必须随时准备有足够的事故无功功率储备容量。值得强调的是,为了保证事件后的电压和同步运行稳定性,这些容量需要能够自动地在电压降低后无时延地调出,例如同步机,静止补偿器等留下的无功容量,以应付当线路、变压器、发电机或大型无功补偿设备在运行中因故障突然断开或在受端系统中大型发电机失磁而又没有跳开时的紧急需要,并以其中按规定准则最为严重的一种情况作为标准进行校验。
2.算法控制策略
(1)对控制命令进行排序的方法
为了解决以上的问题,可采用以下方法解决。首先可以对控制方案的每个命令进行对电压影响的判断。如果设备所有命令对电压影响一致,由于算法可以保证所有设备动作是满足电压约束的,那么说明在对此次方案进行控制时,不管先动作什么设备,不管动作了多少个设备均不会使电压越限。由于离散设备动作较快,且离散设备调节是一次性的,考虑到有可能失败的情况,可以先动作离散设备。(www.xing528.com)
如各设备对电压影响是不一致的,可从优化算法角度考虑,那种出现完全对立的电压影响是不会出现的。只可能出现大多数设备动作目标是为了降低网损,少数设备动作目标为了弥补上述设备导致的电压越限。从校正算法考虑,电压越上限或电压越下限,电压控制的目标是一致的。如果既有母线电压越上限又有母线电压越下限的情况,由于算法是分别处理的,因此方案也是分别给出的。因此只需找出控制的主要目标就可以解决此问题。
如果电压偏上限或者已经越上限,先动作使电压降低的设备,然后再动作使电压升高的设备。如果偏下限或越下限,先动作使电压升高的设备,后动作使电压降低的设备。
(2)离散设备控制时延处理,进行控制闭锁
对于并联补偿设备、有载调压变压器分接头的机械执行机构来说,都不能进行连续动作,否则会损坏执行机构。因此必须保证这些设备不会出现连续控制的情况。为了确保不会出现这种情况,当某一离散设备进行控制后,应马上闭锁该设备,并在闭锁时间内此设备不再参与计算,待闭锁时间过后,程序自动解锁,可再次参与计算。
(3)对离散设备进行动作次数闭锁
为了确保离散设备的动作次数限制不超过用户要求,需要对离散设备统计一天的动作次数,如果计算的动作次数已满,则闭锁该设备,待第二天程序自动解锁。
(4)变压器滑档的处理
变压器分接头是一个比较复杂的调节设备。在对分接头进行自动调节时,由于机械故障会出现滑档。滑档后应立即将该变压器闭锁,如有变压器与其并联运行,应将此变压器档位调节至与滑档变压器档位相同,以避免在变压器中形成环流而加快变压器绝缘的老化。
(5)并列运行变压器的处理
对变压器并列运行时,必须保证两台变压器的档位一致,在计算时必须保证计算出的档位保持一致,因此可将两台变压器等值为一台变压器进行计算,在发令时再将档位指令发给两台并列变压器。
(6)无功补偿设备的循环投切处理
在对低压母线上挂多个无功补偿设备的时候,应采取对无功补偿设备的循环投切来达到设备的合理利用。
(7)考虑厂用电与站用电
在优化与校正计算时,考虑了500kV厂站35kV侧母线电压约束,保证站内用电的安全。在对发电机进行控制时,根据厂用电要求确定发电机的机端电压约束。在优化与校正计算时,保证发电机机端电压在约束范围内。
(8)考虑计算精度与控制误差
实时控制对安全的要求使得软件必须考虑算法的计算精度以及设备的控制误差。优化与校正算法的计算精度主要取决于潮流计算的精度。国调的标准是必须大于1.5%,因此必须统计潮流计算误差,大于1.5%才能进行计算。系统采用的潮流计算精度为1%左右,基本可以满足要求。
(9)将每天的控制划分为几个时段,在典型时段(早峰、腰荷、晚峰等)内,控制方式采用发电机励磁调节和并联补偿设备以及主变压器分接头联合调整的策略,站内可投入的无功容量也作为约束条件之一。在非典型时段内,以机组的励磁调节作为主要调节手段。非连续控制设备(如低压电容器、电抗器及主变压器分接头)采用典型时段加负荷变化率判断控制策略,其他时间不参加控制。
(10)在确定是否需要控制时:①判断本次计算对网损降低的影响,如果网损降低明显,则可实施控制;②根据负荷的变化情况来确定是否需要控制,即实现逆调压手段:电网用电负荷爬升时,升高主网电压;用电负荷下降时,则相应降低主网电压,保证主网内电压平稳变化。
(11)电压越限的确定,应该以电压的实际值为准,在实际电压越限时进行校正控制。在此特别需要加强对状态估计模块的维护,只有当状态估计准确率比较高的情况下,无功优化给出的方案才有意义。当电压估计值与母线电压实时采集值差别比较大的情况下,系统将给出提示提醒维护人员,此时应检查核实母线电压偏差较大的原因以进行维护。
(12)在优化过程中,方案尽量简化,最好能通过摸索确定规则。在每个区内确定一到两个主力调节电厂,在平时尽量只进行主力电厂的调节。这些电厂的确定事先通过灵敏度分析来确定。一旦出现电压越限,立即调整对应的主力电厂,减少计算量和控制设备的调整数量。下达电厂调整指令与否应考虑母线控制电压变化幅度(如大于0.5~1kV,提供可维护界面),防止频繁的电压调整。
(13)直控变电站变压器分接头调节,考虑到直控变电站变压器分接头调节的安全性,其调节次数应有限制,对直控变压器和并联补偿设备统计其日动作次数和总动作次数。上述控制设备的动作次数均应受到限制。
(14)以母线电压合格为优先目标,保证电压控制在合格范围内。当在电压越限后,应立即启动电压校正控制模块提出校正控制方案。
(15)优化软件是在电网运行正常的情况下对网内电压考核点的电压和无功的分布作出校正及优化调节,以达到电压合格和降低网损的目的。但如下事故或异常情况下,计算软件将不进行计算:①状态估计合格率低于设定值(如95%),则不进行无功/电压的计算分析。②数据检测未通过。③初始潮流精度不满足要求。④监测多个主要控制点,如果该点的电压出现大幅越限的情况,软件将不进行计算。
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